Accès massif pour les réseaux 5G et au-delà

Discipline

Sciences et ingénierie pour l’information

Classification

Sciences de l'ingénieur

Mots-clés libres

MIMO, NOMA, URLLC, 5G, 6G, Clustering, Allocation de puissance, Latence, Efficacité énergétique et spéctrale

Mots-clés

Systèmes de communication sans fil - Innovation,

Algorithmes

Cette thèse aborde les défis posés par la conception et l’optimisation des systèmes de communication sans fil MIMO-NOMA dans les réseaux de cinquième (5G) et sixième génération (6G). Ces technologies sont au cœur des applications modernes nécessitant une communication ultra-fiable et à faible latence (uRLLC), comme les véhicules autonomes, l’automatisation industrielle, et les systèmes de réalité augmentée. L’objectif principal de cette thèse est de développer des techniques avancées pour la gestion des ressources, la réduction du retard, et l’amélioration de l’efficacité énergétique, dans un contexte où un grand nombre d’utilisateurs partagent simultanément les ressources réseau. Dans un premier temps, un état de l’art est présenté, couvrant les concepts de base du multiplexage par répartition non orthogonale (NOMA) et des systèmes multi-antennes MIMO, ainsi que les avancées récentes dans le domaine de la communication uRLLC. Ensuite, des algorithmes novateurs de regroupement d’utilisateurs (clustering) et d’allocation de puissance, fondés sur la latence et la corrélation spatiale, sont proposés. Ces algorithmes permettent de prioriser les utilisateurs selon leurs besoins en termes de qualité de service (QoS) et de minimiser les interférences entre clusters d’utilisateurs. En parallèle, un cadre pour la modélisation et la simulation des retards dans les systèmes MIMO-NOMA est développé, intégrant des scénarios réalistes où les paquets de données sont transmis en fonction de leurs contraintes de délai. Les résultats obtenus à partir des simulations montrent une amélioration significative en termes de réduction du retard moyen, d’augmentation du nombre d’utilisateurs desservis, et d’efficacité énergétique par rapport aux méthodes existantes. De plus, l’analyse comparative révèle que l’utilisation d’une approche basée sur la corrélation spatiale et la latence permet de mieux répondre aux exigences des applications critiques en temps réel. Ces travaux contribuent de manière substantielle à la conception des réseaux 5G/6G, en apportant des solutions adaptées aux défis des communications massives à faible latence et aux environnements à haute densité d’utilisateurs.